Alors que le réchauffement climatique alimente des saisons de feux plus longues et des feux plus graves dans la forêt boréale nord-américaine, pouvoir calculer la quantité de carbone que chaque feu brûle devient de plus en plus urgent. Nouvelle recherche menée par la Northern Arizona University et publiée cette semaine dans Nature Changement Climatique suggère que la quantité de carbone brûlé dépend plus des combustibles disponibles que des conditions météorologiques telles que les conditions de sécheresse, Température, ou pluie. Dans une vaste étude rétrospective qui s'est étendue à travers le Canada et l'Alaska, l'équipe internationale de chercheurs a découvert que le carbone stocké sous le sol dans la matière organique du sol était le prédicteur le plus important de la quantité de carbone libérée par un incendie.

L'équipe a étudié les diverses conditions forestières de la vaste région boréale occidentale en analysant les données de terrain recueillies sur 417 sites de brûlis dans six écorégions du Canada et de l'Alaska entre 2004 et 2015. Ils ont découvert que la quantité de carbone stockée dans les sols était le plus grand prédicteur de la quantité de carbone qui brûlerait, et que l'humidité du sol était également importante pour prédire la libération de carbone.

« Dans ces forêts du nord, sol, pas des arbres, peut représenter jusqu'à 90 pour cent des émissions de carbone, nous nous attendions donc à ce que ces sols organiques soient un moteur important, ", a déclaré l'auteur principal Xanthe Walker du Center for Ecosystem Science and Society de l'Université du Nord de l'Arizona. "Mais nous avons été surpris que les conditions météorologiques et la période de l'année à laquelle un incendie se déclare soient de mauvais indicateurs de la combustion du carbone. Il s'agit vraiment des combustibles qui sont là lorsqu'un incendie se déclare."

C'est une découverte cruciale, depuis le temps du feu, tel que mesuré par un indice de temps d'incendie, est l'un des principaux outils que les scientifiques et les gestionnaires de feux utilisent actuellement pour modéliser les émissions de carbone dans ces forêts boréales. Cette étude suggère que les carburants devraient être une composante plus importante de ces modèles. "Quand on pense au changement climatique et aux feux de forêt, on pense souvent instinctivement aux conditions climatiques extrêmes, " a déclaré Marc-André Parisien, chercheur au Service canadien des forêts et co-auteur de l'étude. « Mais notre étude montre que la végétation compte aussi, beaucoup ! Prédire la végétation future est un problème difficile à résoudre, mais cette étude souligne la nécessité de continuer à le réduire. »

Les modèles de végétation qu'ils ont découverts étaient complexes :humidité du sol, composition en essences d'arbres, et l'âge du peuplement au moment de l'incendie ont tous interagi pour prédire les quantités de combustion. Par exemple, l'épinette noire hautement inflammable était généralement un prédicteur de la combustion du carbone, et la présence de cette espèce augmentait avec l'humidité du site et l'âge du peuplement au moment de l'incendie. Mais ces interactions sont susceptibles de changer avec le climat. Par exemple, à mesure que le climat se réchauffe et que les intervalles entre les incendies se raccourcissent, les pessières noires sont remplacées par des feuillus et des pins gris, qui poussent dans des sols moins profonds qui libèrent moins de carbone lors des incendies. La résolution au niveau du site de l'étude a permis aux chercheurs de capturer un tel dynamisme dans les modèles de combustion du carbone, et offre des indices sur la façon dont ils pourraient évoluer à l'avenir.

« Nous devons vraiment dépasser la conception erronée de la forêt boréale comme une étendue de forêt monotone, " a déclaré Sander Veraverbeke, professeur assistant à la Vrije Universiteit Amsterdam et co-auteur de l'étude. « Bien que seules quelques espèces d'arbres soient présentes dans la forêt boréale, sa diversité dans la structure de l'écosystème, âge de la forêt, topographie, la présence de tourbières et les conditions de pergélisol sont énormes, et notre article montre que ces caractéristiques dictent les émissions de carbone des feux boréaux. La bonne nouvelle est que nous pouvons cartographier les aspects de cette variation écosystémique à petite échelle avec les outils actuels de la NASA et d'autres agences spatiales. Maintenant, nous devons le faire à l'échelle continentale."

Le niveau de détail capturé par cette étude offre aux modélisateurs un cadre pour poser plus de questions sur le carbone, dit Michelle Mack, auteur principal de l'étude et professeur de biologie à la Northern Arizona University. "Autrefois, les modèles de feu se sont concentrés sur le comportement du feu, pas d'émissions de carbone, " a déclaré Mack. "Ce n'est qu'au cours de la dernière décennie que nous avons vu un effort mondial pour quantifier la quantité de carbone que ces incendies libèrent. Nous espérons que nos observations sur les carburants éclaireront les modèles alors que nous travaillons à mieux comprendre la trajectoire des émissions de la forêt boréale. »

Le Parisien a accepté. "Nous découvrons que les retours feu-végétation sont beaucoup plus forts que nous ne le pensions il y a quelques années à peine, " dit-il. " Bien sûr, nous ne pourrons jamais gérer l'ensemble du vaste biome boréal - et nous ne devrions pas le vouloir - mais cela nous aide à savoir quelles actions ciblées, comme la gestion des incendies ou la modification de la végétation forestière, nous pouvons prendre pour limiter la perte de carbone."